RB是人类发现并分离克隆的第一个抑癌基因,其核心功能是通过RB/E2F的模式调控细胞周期的进程。已有研究表明,RB是调控细胞的增殖、分化与凋亡的关键基因,进而参与调节器官的形成。植物中存在与RB序列相似、结构域相同的RBR(RB-related)基因。RBR是存在于植物中的一类小家族基因,它的主要功能是调节细胞周期进程,此外RBR也参与控制细胞的大小、细胞的凋亡、配子体的发育、维持干细胞分裂增殖及分化能力等。水稻中有2个RBR基因,但其具体功能并不清楚。本课题组从水稻育种材料中获得了一种花器官突变体,经精细定位和序列分析发现,定位区间内OsRBR1基因在第11号外显子处缺失了 28bp的片段,而导致转录提前终止,我们将OsRBR1基因确定为候选基因,并将该突变体命名为Osrbr1-1。在此基础上,通过树脂切片、扫描电镜、Q-PCR、原位杂交等方法分析了OsRBR1基因的突变体表型特征与表达调控,所得结果如下:1.Osrbr1-1突变体的表型特征利用树脂切片的方法观察了成熟小穗的结构,结果表明,Osrbr1-1突变体小花发育异常,内三轮花器官浆片、雄蕊和雌蕊被多轮类稃片状结构所取代,内外稃及异位表达分化出的类稃片有多个维管束,内稃变短,内外稃之间钩状结构消失而无法紧密闭合;利用扫描电镜观察了水稻花原基的分化过程,结果表明,Osrbr1-1花分生组织在内外稃原基分化过程中与野生型基本一致,随后,Osrbr1-1中没有浆片、雄蕊和心皮原基的分化,取而代之的是新的稃片原基不断出现,并在大部分小穗的中央长出由枝梗和小穗状器官组成的穗状结构。表明该突变体的花分生组织的确定性完全丧失,花器官发育受到严重影响。2.OsRBR1基因的表达分析利用Q-PCR分析了OsRBR1在水稻的根、茎、叶、小穗等中的表达水平,结果显示,OsRBR1在幼叶中表达量最高,在根、茎、小穗中也有较高的表达量,而在30cm的叶中该基因的表达量很低,推测OsRBR1在快速分裂的组织中有较高的表达水平。因为该基因可以特异影响花器官的发育,因此,我们进一步用原位杂交的方法分析了OsRBR1在水稻小穗中的表达情况,结果显示,OsRBRI在野生型小穗的早期花分生组织中表达量很高,随着花器官的分化,表达量逐渐降低,说明OsRBR1在花器官发育早期就发挥着重要的作用。此外,利用Q-PCR分析了OsRBR2与OsRBR1在水稻不同器官中的表达差异情况。结果显示,在幼根和小穗中OsRBR1、OsRBR2的表达量差异显著,在营养器官幼根中OsRBR2基因的表达量明显高于OsRBR1,而在花器官幼穗中OsRBR2基因的表达量很低,推测水稻中两种RBR基因的功能不同。3.OsRBR1与其它花器官特征基因之间的关系利用Q-PCR分析水稻花特征基因在野生型与Osrbr1-1突变体中的表达情况。结果显示,调控内三轮花器官发育的B、C两类基因OsMADS2/4/16/1//3/58表达均下调,并且其中C类基因OsMADS3/58下调更为明显;E类基因中,OsMADS5表达上调,而OsMADS7/8表达下调。差异均显著,由此可推断,OsRBR1可以调控这些花发育特征基因的表达,从而来间接控制水稻小穗的发育。4.OsRBR1的亚细胞定位分析构建GFP与OsRBR1融合的表达载体,用农杆菌浸染洋葱表皮细胞。结果表明,融合蛋白在细胞核中表达,而在细胞质中没有检测到该蛋白的表达信号,因此表明OsRBR1是一个核定位蛋白。